一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统的制作方法

1.本发明涉及工程施工动态识别监控领域，尤其涉及一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统。


背景技术：

2.基建工程包括各种土木建筑、矿井开凿、水利工程建筑、生产、电力、运输、实验等各种需要安装的机械设备的装配，以及与设备相连的工作台等装设工程；近年来我国建筑行业发展飞快，工程项目的增加也导致安全问题数量的上升；工程项目安全问题一旦发生，往往会出现严重的社会影响与经济损失，为了保障工程项目的健康运营，行业内对安全管理的探索也从未停止；施工围栏用于电力和道路管理等施工现场的隔离和保护，以确保施工人员和行人的安全；所以保障施工围栏完整、安装规范同样势在必行。
3.查阅相关已公开技术方案，如cn214675434u现有技术公开了一种基于基于电子围栏的施工监控设备和系统，该基于电子围栏的施工监控设备获取施工区域的电子围栏和施工区域的施工区域图像，通过数据处理确定安全标识与电子围栏的第一距离，当第一距离小于第一预设安全距离时，生成第一安全提示信息，能够减少施工区域的安全隐患，提高施工区域安全的可靠性；另一种典型的如公开号为cn113152985b的现有技术公开的一种面向变电站改扩建施工的超宽带虚拟电子围栏监控方法，依据变电站改扩建施工现场的实际情况部署uwb节点，根据施工作业任务及现场带电设施状况确定安全区域，建立虚拟电子围栏，采用基于混合指数幂分布的噪声容错超宽带定位算法进行三维目标定位，后实时监控施工作业人员及机具的越界违章作业行为，满足变电站改扩建施工过程中高程越界违章行为检测的实际需求，实现简单，系统灵活；本领域暂无对基建工程现有施工围栏进行动态识别监控的系统和方法，相对于电子围栏来说，实际设置的施工围栏对于施工安全更有监护效果。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于，针对目前所存在的不足，提出了一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统。
5.本发明采用如下技术方案：
6.一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统，包括视频采集模块、动态检测模块、中央模块；所述视频采集模块用于采集外界施工围栏位置图像，所述动态检测模块用于检测外界施工围栏是否存在损坏、缺失情况；所述中央模块包括报警模块和视频显示模块，所述报警模块用于在动态检测模块识别到施工围栏存在损坏、缺失情况时，向用户传递报警信息；所述视频显示模块，用于在屏幕实时显示视频采集模块所采集外界施工围栏位置图像；
7.所述视频采集模块包括至少4个摄像头，所述至少4个摄像头用于采集基建工程所在地东、西、南、北四个方向全位置施工围栏所在地图像，并在施工围栏初始设置时采集施
工围栏所在地图像作为第一模板图像，在实时监测过程中采集施工围栏所在地图像作为待匹配图像；视频采集模块通过有线或无线传输与动态检测模块和中央模块相连；
8.所述动态检测模块用于根据视频采集模块所采集的第一模板图像和待匹配图像进行分析处理来判断此时所述待匹配图像所在地施工围栏是否存在损坏、缺失情况；当动态检测模块判断此时待匹配图像所在地施工围栏存在损坏、缺失情况时，发出报警信号传递至中央模块；
9.所述中央模块包括报警模块和视频显示模块，所述报警模块用于在接收到动态检测模块传递的报警信号时，向用户传递报警信息；所述报警信息包括所述待匹配图像所在地及此时待匹配图像信息；所述视频显示模块用于在显示屏实时显示视频采集模块所采集外界施工围栏位置图像；
10.进一步的，所述动态检测模块包括图像处理模块和分析检测模块，图像处理模块对图像进行处理的方式包括对图像进行降噪、平滑和锐化处理，所述分析检测模块检测施工围栏是否存在损坏、缺失情况分析处理的具体方式满足：
11.定位第一模板图像中施工围栏所在位置，对所述第一模板图像中除施工围栏所在位置的其他部分进行裁切，得到第二模板图像，设第二模板图像为t(m,n)，其中m和n表示在第二模板图像t中有m行
×
n列个像素；设第二模板图像的左上标在第一模板图像的坐标位置为(x0,y0)，设待匹配图像为s(w,h),其中w和h表示在待匹配图像s中有w
×
h个像素；将第二模板图像平移至待匹配图像并将第二模板图像左上标置于待匹配图像的(x0,y0)处使第二模板图像与待检测图像部分重合，设待检测图像中与第二模板图像重合部分的图像为s1(m,n)，所述分析检测模块对第二模板图像与待检测图像相似度比较的方式满足：
[0012][0013]
其中，n为第二模板图像与待匹配图像相似度，d(x,y)表示第二模板图像特征点数组，t(x,y)表示待匹配图像特征点数组，第二模板图像特征点数组和待匹配图像特征点数组满足：
[0014][0015][0016]
其中，d
x
、dy和dz分别表示第二模板图像的横向特征差值、纵向特征差值和斜向特征差值，t
x
、ty和tz分别表示待匹配图像的横向特征差值、纵向特征差值和斜向特征差值；满足：
[0017]dx
＝f(x+1,y)-f(x-1,y)；
[0018]dy
＝f(x,y+1)-f(x,y-1)；
[0019]dz
＝f(x+1,y+1)+f(x+1,y-1)-f(x-1,y+1)-f(x-1,y-1)；
[0020]
t
x
＝g(x+1,y)-g(x-1,y)；
[0021]
ty＝g(x,y+1)-g(x,y-1)；
[0022]
tz＝g(x+1,y+1)+g(x+1,y-1)-g(x-1,y+1)-g(x-1,y-1)；
[0023]
其中f(x,y)表示在第二模板图像中点(x,y)的像素值；g(x,y)表示在待匹配图像中点(x,y)的像素值；将相似度n与阈值相比较以判定待匹配图像所在地施工围栏存在损坏、缺失情况；
[0024]
进一步的，所述动态检测模块分析处理的第一模板图像和待处理图像为同一摄像头所采集图像；
[0025]
进一步的，所述基建工程施工围栏的动态识别监控系统还包括用户监控终端，用户监控终端通过无线网络传输与中央模块相连，所述用户监控终端可接收报警模块向用户传递的报警信息，还可实时查看外界施工围栏位置图像。
[0026]
本发明所取得的有益效果是：
[0027]
本发明通过摄像头和动态检测模块对基建工程施工围栏进行动态识别监控，通过动态检测模块对施工围栏的图像进行处理分析，通过对图像上各像素点的各方向特征差值进行分析比较以判断出施工围栏图像是否存在损坏、缺失情况；在施工围栏存在损坏缺失情况时及时向用户传递报警信息，以便施工人员及时做出补救措施，预防施工安全风险，保障了施工安全。
附图说明
[0028]
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
[0029]
图1为本发明的整体方框示意图。
[0030]
图2为本发明系统设备示意图。
[0031]
图3为本发明的动态检测模块分析处理流程示意图。
[0032]
图4为本发明的施工围栏图像裁切流程示意图。
[0033]
图5为本发明系统监控界面示意图。
具体实施方式
[0034]
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明；对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见；旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内；包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护；在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
[0035]
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0036]
实施例一。
[0037]
如图1、图2、图5所示，本实施例提供一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统，包括视频采集模块、动态检测模块、中央模块；所述视频采集模块用于采集外界施工围栏位置图像，所述动态检测模块用于检测外界施工围栏是否存在损坏、缺失情况；所述中央模块包括报警模块和视频显示模块，所述报警模块用于在动态检测模块识别到施工围栏存在损坏、缺失情况时，向用户传递报警信息；所述视频显示模块，用于在屏幕实时显示视频采集模块所采集外界施工围栏位置图像；
[0038]
所述视频采集模块包括至少4个摄像头，所述至少4个摄像头用于采集基建工程所在地东、西、南、北四个方向全位置施工围栏所在地图像，并在施工围栏初始设置时采集施工围栏所在地图像作为第一模板图像，在实时监测过程中采集施工围栏所在地图像作为待匹配图像；视频采集模块通过有线或无线传输与动态检测模块和中央模块相连；
[0039]
所述动态检测模块用于根据视频采集模块所采集的第一模板图像和待匹配图像进行分析处理来判断此时所述待匹配图像所在地施工围栏是否存在损坏、缺失情况；当动态检测模块判断此时待匹配图像所在地施工围栏存在损坏、缺失情况时，发出报警信号传递至中央模块；
[0040]
所述中央模块包括报警模块和视频显示模块，所述报警模块用于在接收到动态检测模块传递的报警信号时，向用户传递报警信息；所述报警信息包括所述待匹配图像所在地及此时待匹配图像信息；所述视频显示模块用于在显示屏实时显示视频采集模块所采集外界施工围栏位置图像；
[0041]
如图3所示，所述动态检测模块包括图像处理模块和分析检测模块，图像处理模块对图像进行处理的方式包括对图像进行降噪、平滑和锐化处理，所述分析检测模块检测施工围栏是否存在损坏、缺失情况分析处理的具体方式满足：
[0042]
定位第一模板图像中施工围栏所在位置，对所述第一模板图像中除施工围栏所在位置的其他部分进行裁切，得到第二模板图像，设第二模板图像为t(m,n)，其中m和n表示在第二模板图像t中有m行
×
n列个像素；设第二模板图像的左上标在第一模板图像的坐标位置为(x0,y0)，设待匹配图像为s(w,h),其中w和h表示在待匹配图像s中有w
×
h个像素；将第二模板图像平移至待匹配图像并将第二模板图像左上标置于待匹配图像的(x0,y0)处使第二模板图像与待检测图像部分重合，设待检测图像中与第二模板图像重合部分的图像为s1(m,n)，所述分析检测模块对第二模板图像与待检测图像相似度比较的方式满足：
[0043][0044]
其中，n为第二模板图像与待匹配图像相似度，d(x,y)表示第二模板图像特征点数组，t(x,y)表示待匹配图像特征点数组，第二模板图像特征点数组和待匹配图像特征点数组满足：
[0045][0046][0047]
其中，d
x
、dy和dz分别表示第二模板图像的横向特征差值、纵向特征差值和斜向特
征差值，t
x
、ty和tz分别表示待匹配图像的横向特征差值、纵向特征差值和斜向特征差值；满足：
[0048]dx
＝f(x+1,y)-f(x-1,y)；
[0049]dy
＝f(x,y+1)-f(x,y-1)；
[0050]dz
＝f(x+1,y+1)+f(x+1,y-1)-f(x-1,y+1)-f(x-1,y-1)；
[0051]
t
x
＝g(x+1,y)-g(x-1,y)；
[0052]
ty＝g(x,y+1)-g(x,y-1)；
[0053]
tz＝g(x+1,y+1)+g(x+1,y-1)-g(x-1,y+1)-g(x-1,y-1)；
[0054]
其中f(x,y)表示在第二模板图像中点(x,y)的像素值；g(x,y)表示在待匹配图像中点(x,y)的像素值；将相似度n与阈值相比较以判定待匹配图像所在地施工围栏存在损坏、缺失情况；
[0055]
本实施例中，阈值优选为0.75；
[0056]
本实施例中，所述动态检测模块分析处理的第一模板图像和待处理图像为同一摄像头所采集图像；
[0057]
本实施例中，所述基建工程施工围栏的动态识别监控系统还包括用户监控终端，用户监控终端通过无线网络传输与中央模块相连，所述用户监控终端可接收报警模块向用户传递的报警信息，还可实时查看外界施工围栏位置图像。
[0058]
本实施例通过对视频采集模块所采集的第一模板图像和待处理图像进行分析处理，通过两图像处理后的相似度来判断图像中施工围栏是否存在损坏、缺失情况，可快速准确对施工围栏损坏部位进行定位识别，并及时做出补救措施。
[0059]
实施例二。
[0060]
本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；
[0061]
本实施例提供一种基建工程施工围栏的动态识别监控系统，包括视频采集模块、动态检测模块、中央模块；所述视频采集模块用于采集外界施工围栏位置图像，所述动态检测模块用于检测外界施工围栏是否存在损坏、缺失情况；所述中央模块包括报警模块和视频显示模块，所述报警模块用于在动态检测模块识别到施工围栏存在损坏、缺失情况时，向用户传递报警信息；所述视频显示模块，用于在屏幕实时显示视频采集模块所采集外界施工围栏位置图像；
[0062]
所述视频采集模块用于采集基建工程所在地东、西、南、北四个方向全位置施工围栏所在地图像，所述视频采集模块至少4个摄像头的安装数量和安装位置根据能否观测到施工围栏的全位置而定，所述视频采集模块还包括电源模块，电源模块接入基建工程施工用电区域中；
[0063]
所述图像处理模块对图像进行分析处理过程中，对图像灰度处理的具体方式为：设图像中红、绿、蓝三基色分量分别为r、g、b，图像灰度处理后的灰度值gray为：
[0064]
gray＝r
×
0.299+g
×
0.587+b
×
0.114
[0065]
所述动态检测模块对图像进行分析处理过程中，动态检测模块对所述第一模板图像中除施工围栏所在位置的其他部分进行裁切，从而得到第二模板图像，如图4所示，本实施例提供一种施工围栏图像裁切方法：
[0066]
s1：录入各种基准施工围栏图像，所述基准施工围栏种类包括：临时彩钢围栏、彩钢金属围栏、pvc围栏、市政地铁围栏和泡沫夹芯板围栏；设基准施工围栏图像大小为d(k,b)，设点(i,j)为图像上像素某一像素点，求得基准施工围栏图像的图像积分特征矩阵：
[0067][0068]
其中，f(i,j)表示点(i,j)位置像素值，e
(i,j)
表示点(i,j)左上角像素值的和，遍历基准施工围栏图像得到每个点(i,j)对应的e
(i,j)
即为基准施工围栏图像的图像积分特征矩阵；
[0069]
s2：将基准施工围栏图像的图像积分特征矩阵代入到第一模板图像进行匹配，从而获得第一模板图像中与基准施工围栏图像的图像积分特征矩阵相匹配第一模板矩阵部分，设第一模板矩阵部分的最左标、最上标、最右标、最下标分别为(x0,y1)、(x1,y0)、(x2,y3)、(x3,y2)，则第二模板图像为以(x0,y0)为左上标的长为x
2-x0高为y
0-y2的矩形图像；
[0070]
本实施例中，所述报警模块用于在动态检测模块识别到施工围栏存在损坏、缺失情况时，向用户传递报警信息，且当相似度n在不同阈值范围内，向用户传递不同等级的报警信息，以表示不同程度的施工围栏损坏、缺失情况：
[0071]
range2《n≤range1，触发一级报警信息；
[0072]
range3《n≤range2，触发二级报警信息；
[0073]
n≤range3，触发二级报警信息；
[0074]
本实施例中，range1、range2和range3分别优选为0.75、0.5、0.25；且报警信息级数越高，所表示施工围栏损坏、缺失情况越严重。
[0075]
本实施例通过对不同种类的施工围栏录入识别，对不同基建工程的施工围栏均有良好的识别监测作用。
[0076]
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。